高温合金锻造方法总结

 

      高温合金又称耐热合金，是具有高的抗腐蚀，抗高温和高温强度的近代尖端材料之一。

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高温合金的类型

      根据合金中所含金属成分可分为铁基合金和镍基合金。以铁元素为基体，加入其他合金元素的耐热钢为铁基高温合金，该铁基高温合金又按其正火后的组织分为珠光体型、马氏体型和奥氏体型的三种基本体型。以镍元素为基体，加入其他合金元素的而热钢为镍基高温合金，其基体组织为奥氏体。

     另外还有钴基合金、铬基合金和铜基合金。它们的热稳定性好，使用温度可达1000℃以上，但是塑性差，难成形。

02

高温合金的锻造

    由于高温合金不发生相变，因此，锻件的晶粒大小取决于锻造变形程度。而高温合金的临界变形程度范围较广，可在 0.5%~20%之间，因此，每次的变形程度不能低于临界变形程度。由于高温合金的塑性低，则需采取相应的措施才能得到所要求的变形量而不开裂:高温合金的变形抗力大、锻造温度范围窄、再结晶速度缓慢和低温导热性较低。因此，锻造时必须了解下列工艺原则:

(1)下料

    坯料直径小于25mm用剪切下料;坯料直径大于25mm可用砂轮切割和机械加工方法下料。由于砂轮切割时热量无法扩散而产生热应力，并与以后的加热温度产生综合作用，使坯料两端产生裂纹，因此，不宜大量使用。所以为满足锻造工艺要求，一般常采用机械加工方法下料。

(2)加热

    高温合金对加热条件要求较高，其加热规范和锻造温度见下表。

(3)锻造

     无论采用拔长还是镦粗，模型锻造时，都必须堂握以下工艺特点和要求:

     ①拔长须采用上、下V形砧拔长，对部分塑性较低的高温合金锭料要采用上、下半圆弧砧拔长，改善材料受力状态，以减少裂纹的产生。采用钢锭拔长时开始应轻击，砧边缘应有较大的圆角半径。当水压机压下量为30~50mm时便可重击，增大变形量，运用宽砧大进给量的拔长，促使锻件锻透和变形的均匀性。在塑性允许的情况下，可采用平砧按方一矩形一方的变形方案来锻造。

     ②镦粗时为达到变形均匀，可使用涂有玻璃润滑剂的纸，垫在镦粗坯料的两端;对D/H较大的锻件采用叠锻，运用碳钢做软垫，垫在锻件两端。镦锻过程中可休息5~15s，使坯料消除部分加工硬化，提高塑性。

    高温合金最后一次镦粗的制坯模膛、顶锻模膛及终锻模膛应分别设置，而且每一工步都要预先加热坯料来满足锻造温度的要求。模具要预热至250~300℃。为使变形均匀，模具表面光洁，可采用合适的润滑剂(如石墨胶体、玻璃润滑剂等)。

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锻后冷却

      属于高温合金的锻件，锻后冷却方法可参照自由锻锻件的冷却方法进行。

      镍基合金锻后一般采用空冷以防止热裂。但有时也要求快速冷却，以防止硬化合金的沉淀。当锻造在相当低的温度下进行时，残余应力会引起冷却开裂，此时就需在快冷前，先加热到能到消除这种应力的温度，然后再冷却。将锻件在锻后及时放入高于合金再结晶温度50~100℃的炉中进行保温5~7min，最后空冷，这样处理的锻件晶粒度均匀。